电力电子技术课件_第5章逆变.ppt

5.1概述第5章DC/AC变换技术DC/AC变换是把直流电变换成交流电，也称逆变。
逆变电路分有源逆变和无源逆变两种。
把直流电经过DC/AC变换，向交流电源反馈能量的逆变电路称之为有源逆变；
把直流电经过DC/AC变换，直接向非电源负载供电的逆变电路称之为无源逆变。
有源逆变在前面章节已经分析过了，本章主要介绍无源逆变技术。5.1.1逆变电路的分类5.1.1逆变电路的分类5.1.2DC/AC变换的工作原理5.1.2DC/AC变换的工作原理5.1.2DC/AC变换的工作原理5.1.3逆变电路的换流方式5.1.3逆变电路的换流方式5.1.3逆变电路的换流方式5.2电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路5.2.1单相电压型逆变电路定量分析
把幅值为Ud的矩形波uo展开成傅里叶级数得：

其中基波的幅值Uo1m为

基波有效值Uo1为

基波电流io1为
式中5.2.2三相电压型逆变电路5.2.2三相电压型逆变电路在0<ωt≤π/3期间
V1、V5、V6施加驱动。负载电流经V1、V5被送到U和W相负载上，然后经V相负载和V6流回电源。
在ωt=π/3时刻，撤除V5的驱动，V5关断
由于感性负载电流不能突变，W相电流将由与V2反并联的二极管VD2提供，W相负载电压被钳位到零电平。5.2.2三相电压型逆变电路5.2.2三相电压型逆变电路5.2.2三相电压型逆变电路5.3逆变电路的SPWM控制技术理论基础——面积等效原理图3.41冲量相同的各种窄脉冲的响应波形5.3.1PWM控制的基本原理OOSPWM波形
——脉冲宽度按正弦规律变化而和正弦波等效的PWM波形。
要改变等效输出正弦波幅值，按同一比例改变各脉冲宽度即可O⒈单极性正弦脉宽调制
单相桥式PWM逆变电路，负载为感性。IGBT作为开关器件，其控制方法采用单极性正弦脉宽调制5.3.1PWM控制的基本原理⑵在负半周期
V1、V4一直处于截止，V2保持导通，V3交替通断。
V3导通时，负载电压-Ud。
V3关断时，VD4续流，负载电压为0。控制通断的方法
调制波ur，载波信号uc。
uc在ur的正半周为正极性的三角波，在ur负半周为负极性的三角波。
在ur和uc的交点时刻控制IGBT通断。
在ur的正半周，V1保持导通，V2保持关断，当ur>uc时，使V4导通，V3关断，负载电压uo=Ud；当ur<uc时，使V4关断，V3导通(VD3先续流)，uo=0。在ur的负半周，V1保持关断，V2保持导通。
当ur<uc时使V3导通，V4关断，uo=-Ud；
当ur>uc时使V3关断，V4导通，uo=0。
这样，得到SPWM波形uo。
像这样，在ur的半个周期内三角波载波只在一个方向变化，所得到的输出PWM波形也只在一个方向变化的控制方式称为单极性SPWM控制方式。2.双极性正弦脉宽调制
ur的半个周期内，载波是在正、负两个方向变化的。
在uc的一周期内，输出的PWM波形只有±Ud两种电平。
仍然在调制信号ur和载波信号uc的交点时刻控制各开关器件的通断。
ur正负半周，对各开关器件的控制规律相同。5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.1PWM控制的基本原理5.3.2SPWM调制技术5.3.2SPWM调制技术5.3.2SPWM调制技术5.3.3SPWM控制技术设三角波峰值为标幺值1，
则正弦调制波为对应的脉冲宽度为δ=tA-tB⒉规则采样法
应用较广的工程实用方法，它的效果接近于自然采样法。在三角波的负峰时刻tD对正弦调制波采样而得到D点
过D点作一水平直线和三角波分别交于A点和B点
如图所示确定A、B点，在A点时刻tA和B点时刻tB控制功率开关器件的通断。采用三角波作为载波的规则采样法。⒉规则采样法⒉规则采样法用载波对正弦信号波调制，产生了和载波有关的谐波分量。
谐波频率和幅值是衡量PWM逆变电路性能的重要指标。
同步调制可看成异步调制的特殊情况，只分析异步调制方式。主要分析双极性SPWM波形
分析方法
不同信号波周期的PWM波不同，无法直接以信号波周期为基准分析。
以载波周期为基础，再利用贝塞尔函数推导出PWM波的傅里叶级数表达式
分析过程相当复杂，结论却简单而直观。谐波振幅2）三相的分析结果2）三相的分析结果在实际电路中，采样时刻的误差以及设置的死区的影响，谐波的分布情况将更为复杂。谐波含量比理想条件下要多一些。
SPWM波中谐波主要是角频率为wc、2wc及其附近的谐波，